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– Los científicos de materiales de la Universidad Tecnológica de Nanyang, Singapur – NTU Singapur, han inventado un nuevo tipo de pegamento quirúrgico que puede ayudar a conectar los vasos sanguíneos y cerrar las heridas más rápidamente y también puede servir como una plataforma para proporcionar medicamentos para aliviar el dolor.
Cortesía de NTU: en un artículo publicado en Elsevier’s Biomaterials en julio, junto con médicos del Hospital General de Singapur (SGH), los investigadores de NTU demostraron que su pegamento puede unirse a los tejidos blandos, incluidos los músculos y los vasos sanguíneos, incluso cuando sus superficies están mojadas. .
Llamado CaproGlu, se activa mediante una baja dosis de luz ultravioleta (UV) que lo cura en segundos, transformándolo de un pegamento líquido en un biocaucho sólido pero flexible, un material biocompatible que puede ser reabsorbido por la tela después unas pocas semanas.
El equipo demostró en experimentos con animales que los vasos sanguíneos se pueden volver a cablear con solo cuatro puntos y una envoltura de malla sumergida en CaproGlu, en comparación con los ocho puntos habituales que se necesitan para una articulación confiable y sin obstrucciones. Los autores estiman que esto reducirá el tiempo de la cirugía en un 25 por ciento, ya que los cirujanos dedican menos tiempo y esfuerzo a coser vasos sanguíneos y tejidos.
Como se muestra en experimentos con animales, CaproGlu también se puede usar para administrar anestésicos locales o medicamentos para aliviar el dolor en los tejidos del cuerpo, lo que puede ser útil durante y después de una operación y reduciría la necesidad de analgésicos después.
A diferencia de los bioadhesivos actuales, que necesitan que se mezclen dos productos químicos antes de su uso, CaproGlu es una solución de gel líquido de un recipiente que viene listo para su uso.
Los principales autores del artículo, el profesor asociado Terry WJ Steele y el investigador principal, el Dr. Ivan Djordjevic, enfatizaron que la mayoría de los adhesivos quirúrgicos disponibles en el mercado no funcionan en el agua o en ambientes húmedos como los que se encuentran en el cuerpo humano.
“Para hacer que nuestro pegamento activado por luz funcione en telas húmedas, diseñamos nuestro pegamento para eliminar primero el agua de la superficie y así permitir que se adhiera a las superficies deshidratadas”, dijo el profesor de Assoc Steele.
“Esta ventaja única de poder adherirse con alta resistencia en un ambiente húmedo, además de ser biocompatible, es lo que hace que CaproGlu sea tan adecuado para su uso en cirugía y aplicaciones médicas”.
La fuerza de adhesión de CaproGlu se comparó con otros bioadhesivos comerciales en el mercado y se consideró de tres a siete veces más fuerte y está al mismo nivel que la fuerza de corte del colágeno y el tejido muscular que se encuentra en el cuerpo humano.
Beneficios de CaproGlu
Inventado por Assoc Prof Steele y Dr. Djordjevic de NTU School of Materials Science and Engineering, CaproGlu combina dos ingredientes en una formulación de un solo componente que no requiere aditivos.
El primero es la policaprolactona, un polímero biodegradable aprobado por la Administración de Drogas y Alimentos de los Estados Unidos para aplicaciones específicas en el cuerpo humano, y el segundo: diazirina, una molécula fotosensible que puede formar enlaces fuertes cuando se activa.
En su artículo de investigación publicado en la revista científica Biomaterials, los científicos demostraron cómo se puede utilizar CaproGlu como parte de un nuevo método quirúrgico, donde las suturas se utilizan en combinación con un pegamento. En lugar de los ocho puntos convencionales necesarios para unir los dos extremos de un vaso sanguíneo en un conejo, utilizaron cuatro puntos y envolvieron los extremos del vaso con una malla biodegradable sumergida en CaproGlu y curada con una pequeña dosis de luz ultravioleta que reticulaba los aminoácidos. en la superficie de la tela.
Como resultado, el sangrado de la arteria inmediatamente después del procedimiento fue comparable al observado en los puntos de sutura convencionales. Cuando se cosechó siete días después, la arteria se curó por completo.
En un experimento separado, los cirujanos insertaron CaproGlu cargado con anestésicos en terneros de rata y los curaron con luz ultravioleta antes de cerrar la herida con puntos de sutura convencionales.
Los científicos compararon la actividad de estos ratones con otros dos controles: ratones que recibieron solo anestésicos y ratones que recibieron CaproGlu sin anestésicos. No encontraron ningún impedimento de movimiento discernible para las ratas que recibieron anestésicos y CaproGlu cargado con anestésicos, lo que sugiere que CaproGlu tiene éxito en la administración de anestésicos locales a lo largo del tiempo y puede ser una forma útil de extender la anestesia local más allá de sus límites. límites actuales y también actúa como una plataforma de distribución de medicamentos para medicamentos, como anticoagulantes, para prevenir la coagulación sanguínea excesiva.
El equipo también notó que no hubo efectos secundarios notables en animales que tienen CaproGlu implantado en su piel, lo que sugiere que es seguro y biocompatible como se esperaba. Una vez que el bioadhesivo se disuelve y se reabsorbe en semanas, no sería necesaria una consulta clínica de seguimiento para su eliminación.
Vida útil estable después de la esterilización
Un desafío importante para los bioadhesivos en el mercado actual es lidiar con el método estándar mediante el cual los equipos desechables y de grado quirúrgico se esterilizan mediante irradiación gamma.
El proceso de esterilización gamma destruye las proteínas y activa la unión en adhesivos de acrilato y epoxi.
A diferencia de otros adhesivos quirúrgicos disponibles en el mercado, la fórmula sin proteínas de CaproGlu explora la nueva química de reticulación que no se ve afectada por la esterilización gamma.
El mecanismo de unión activado por luz forma enlaces de cadena a nivel de nanoescala para los aminoácidos, incluso después de varios meses de almacenamiento y esterilización de gamma, lo que hace que la producción y comercialización de CaproGlu sea potencialmente menos costosa que las basadas en proteínas y acrilatos.
Su innovación en pegamento bio-caucho tomó cinco años para que el equipo de investigación se desarrollara y es objeto de una patente provisional registrada por NTUitive, la empresa y empresa de innovación de la universidad.
El financiamiento y el apoyo para el proyecto incluyen el Fondo de Investigación Estratégica del Programa Clínico Académico NTU-Cirugía, la Beca de Investigación del Hospital General de Singapur, la Beca NTU-Northwestern Institute for Nanomedicine, el Fondo NTUitive Proof of Concept (Gap), Fondo de Industry Alignment A * Star (Preposicionamiento) y el fondo de investigación Tier 1 y 2 del Ministerio de Educación.
En el futuro, el equipo conjunto buscará realizar más experimentos con animales y evaluar el rendimiento de CaproGlu en otras aplicaciones, como en huesos y otras superficies orgánicas.
REF: “CaproGlu: plataforma adhesiva tisular multifuncional”, publicado en Biomaterials, 11 de julio de 2020.
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